Только пожалуйста с обьяснением. Мне не так важно решение задачи, как понимание алгоритма выполнения.

ВНИМАНИЕ!

В задаче не задано наружное (вне сосуда) давление)

Задача решена в предположении, что с другой стороны (извне сосуда), давление газа равно 0 (вакуум).

Уравнение состояния идеального газа

pV=(m/M)mRT

Внутренняя энергия U=(3/2)*(m/M)*RT

отсюда

U=(3/2)*p*V (p и V мы знаем - заданы)

После передачи газу количества тепла Q его давление возросло и стало равным p2.

Пробка выскочит, если сила давления газа на пробку (p2*s) станет равной силе трения покоя пробки (чуть-чуть больше), т.е.

F=p2*s

отсюда для s

s=F/p2

Найдем p2.

Переданное газу количество тепла пошло на увеличение внутренней энергии газа (до U2), т.е.

U2-U=Q

а его внутренняя энергия стала равна

U2=(3/2)*p2*V

Отсюда

(3/2)*p2*V=U+Q

(3/2)*p2*V=(3/2)*p*V+Q

и далее

p2=p+(2/3)(Q / V)

Подставляя в выроажение для s, получим

$s=frac{F}{frac{2}{3}frac{Q}{V}+p}$

ВНИМАНИЕ!

Если снаружи давление не нулевое, то на пробку действует разность внутреннего и наружного давления.

Например, если снаружи атмосферное давление p, как было в сосуде изначально, то

F=(p2-p)*s

отсюда для s

s=F(/p2-p)

и окончательный ответ

$s=frac{F}{frac{2}{3}frac{Q}{V}}$

Оцени ответ

Подпишись на наш канал в телеграм. Там мы даём ещё больше полезной информации для школьников!

Найти другие ответы